[工程科技]聲學(xué)基礎(chǔ)(完整版)
【正文】 注： 1/3倍頻程相當(dāng)于將每一個(gè) 1/1倍頻程劃分為三個(gè)倍頻程，因此二者的上下限重合，當(dāng)然中心頻率也重合。 有了頻程或頻帶之后，不再考查每個(gè)頻率的聲強(qiáng)或聲級(jí)，而是把整個(gè)頻程內(nèi)所有頻率聲波的綜合聲強(qiáng)或聲級(jí)作為考查研究對(duì)象。 聲音在空氣中每 1000m衰減 ΔL(dB/1km) f (Hz) 125 500 4000 8000 ΔL(dB/1km) 25 78 結(jié)論： 低頻比高頻聲音傳的更遠(yuǎn)，在遠(yuǎn)處聽(tīng)到聲音低沉。 ppLpLLLLLpLLLLpppppp??????????????11)()101l o g(10]101[10lg10]1010l g [10 21121 －2. 兩個(gè)聲級(jí)的疊加（查表法） )101l g (10 pLpL ??????其中： 21 ppp LLL ?? ＝Δ Lp 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Δ L180。 一、聲壓級(jí) 聲壓級(jí)定義： 020lg20)l g(10eeeep ppppL ??94lg20 ?? ep pL其中： pe0 —— 參考聲壓， 2 105Pa，是人耳所能聽(tīng)到的 1000Hz最小聲壓。 三、聲音的反射與透射 3. 聲強(qiáng)反射與透射系數(shù)（垂直入射） 2211221122 )(pirI rccccIIr ????????? 介質(zhì) 1： c1ρ1 介質(zhì) 2： c2ρ2 Ii Ir It （ 1）聲強(qiáng)反射系數(shù) （ 2）聲強(qiáng)透射系數(shù) 2221112222114pitI ccccccII ???????? ＝???三、聲音的反射與透射 例： ρ水 ＝ 1000kg/m3。 212110 90s i ns i n cccc ?? ???? 9020?入射角臨界條件： 折射角臨界條件： 三、聲音的反射與透射 c2 c1 10??90??? i n 1010 ?? ＝＝水空cc例： c水 ＝ 1500m/s。 二、聲場(chǎng) 聲音存在的區(qū)域叫聲場(chǎng)，分為三類(lèi)： a. 自由聲場(chǎng)： 聲音在任何方向上無(wú)反射，聲場(chǎng)中任何一點(diǎn)只有來(lái)自聲源的直達(dá)聲。 （ 3）面聲源 平面發(fā)聲。 I?Sd??c o sdSISdIdW ???? ??功率：穿過(guò)微小面積單元的聲Sd?I??dSISdIW ???? ?? ?c os??穿過(guò)任意曲面聲功率：九、聲功率 穿過(guò)波振面的聲功率可直接用面積乘以聲強(qiáng)。 六、聲壓 (*) ? ? ? ????? ????? )(2s i n)(s i n 00 cxtfPcxtPp ＝ pe 人耳不能感覺(jué)聲壓的瞬時(shí)起伏，只能感受聲壓的有效值，即聲壓對(duì)時(shí)間的均方值。 振動(dòng)方向 傳播方向 三、聲波種類(lèi) 2. 按波振面分類(lèi) （ 1）概念 波振面：所有振動(dòng)相位相同的點(diǎn)構(gòu)成的面 （客觀存在） 聲 線：沿傳播方向與波振面垂直或正交 的一系列直線（假想線） 聲源 波振面 聲線 三、聲波種類(lèi) （ 2）聲波按波振面分類(lèi) 球面波： 波振面為球面，點(diǎn)聲源產(chǎn)生； 柱面波： 波振面為柱面，線聲源產(chǎn)生； 平面波： 波振面為平面，平面聲源產(chǎn)生； 注： 當(dāng)距離聲源足夠遠(yuǎn)時(shí)，所有聲波均可 視為平面波。聲音的傳播 3。頻程與頻譜 第一節(jié) 聲學(xué)基本概念與參數(shù) 一、振動(dòng) 振動(dòng)是聲音產(chǎn)生的原因，最基本的振動(dòng)形式是“簡(jiǎn)諧振動(dòng)” m k 力學(xué)特征： ?kF ?? ： )2s i n ()s i n ( 00 ??????? ??? ftt＝mkf?21＝mk＝?： 或 )( tt ???一、振動(dòng) 二、波動(dòng) 波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。 c 決定聲速的因素是什么？頻率 f？波長(zhǎng) λ ？ 由波動(dòng)函數(shù)力學(xué)解法，可得： )()()(氣體縱波橫波縱波???BcGcEc???其中： E —— 壓伸（楊氏）彈性模量 G —— 切變彈性模量 B —— 體變彈性模量 ρ —— 介質(zhì)質(zhì)量密度 五、聲速 c ？問(wèn)題 高空中空氣密度與地面明顯不同，那么，高空與地面聲速會(huì)有明顯不同嗎？ 碳鋼拉壓彈性模量： E=2 1011帕 (N/m2) 密度： 7800kg/m3 鋼材理論聲速： 5063m/s 空氣的體變彈性模量： B＝ 105Pa 空氣密度： 空氣理論聲速： 332m/s 聲速說(shuō)明： （ 1）聲速 c由傳播介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)決定，與頻率和波長(zhǎng)無(wú)直接關(guān)系。 六、聲壓 (*) 六、聲壓 (*) p與振幅 ξ之間關(guān)系（了解） ?????? BfBp 2??其中： B —— 空氣絕熱體變模量： 105Pa ρ—— 空氣密度： 1000Hz聲壓聲壓與振幅關(guān)系 聲壓（ Pa） 振幅（ cm） 聽(tīng)閾 2 105 109 痛閾 20 103 七、聲能密度 聲場(chǎng)中單位體積介質(zhì)中聲能，用 D表示，單位為 J/m3。聲場(chǎng)：自由、擴(kuò)散、半自由聲場(chǎng) 3。 60176。 二、聲場(chǎng) 聲源 擴(kuò)散聲場(chǎng) （半擴(kuò)散）聲場(chǎng) 介于自由與擴(kuò)散聲場(chǎng)之間，
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